Book/Report

FZJ-2018-03194

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Rechnergestützte Optimierung und Prozessführung kontinuierlicher biotechnischer Prozesse untersucht am Beispiel der anaeroben Abwasserreinigung

Schürbüscher, D. (Corresponding author)FZJ*

1989
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/18699

Report No.: Juel-2325

Abstract: Mit dem zunehmenden Einzug biotechnischer Verfahren in den Produktionsmaßstab findet auch der Computereinsatz zunehmend Interesse. Er verspricht Vorteile bei der sehr mühsamen und kostenintensiven Optimierung biotechnischer Prozesse und bei der on-line Prozeßsteuerung und -regelung. So werden biologisch relevante Betriebsparameter wie die Nährmedienzusammensetzung, pH-Wert und die Prozeßtemperatur bisher in langwierigen, sich stets wiederholenden Versuchsabläufen ermittelt. Personal-Computer (PC) als preiswerte und dezentral einsetzbare Rechnereinheiten bieten heute ein kostengünstiges Instrument zur Rationalisierung solcher Arbeitsvorgänge. In Verbindung mit einer on-line Messung ermöglicht der PC die weitgehende Automatisierung verschiedenster Arbeitsabläufe: $\cdot$ Daten können nicht nur erfaßt, sondern auch während der Experimente ausgewertet werden, so daß der aktuelle Stand des Experiments, zum Beispiel mit Hilfe von onlineGrafiken, direkt beurteilt werden kann. $\cdot$ Experimente können unbeaufsichtigt nach einem fest programmierten oder flexiblen Arbeitsablauf durchgeführt werden, da der Rechner das Experiment überwacht und bei Überschreitung bestimmter Grenzen entsprechend seiner Programmierung reagieren kann. $\cdot$ Die Optimierung von Prozessen kann durch eine Verbindung von on-line Auswertungen und Programm-Intelligenz erfolgen. Die Anwendung von Methoden zur Prozeßregelung gestaltet sich immer dann am einfachsten, wenn mathematische Modelle für die zu optimierenden Systeme vorliegen. Gerade bei biologischen Systemen trifft dies nur bedingt zu. Durch Abweichen von den optimalen Betriebsparametern werden sie geschädigt und erreichen nur nach ausgeprägten Totzeiten, wenn überhaupt, wieder ihre alte Leistungsfähigkeit. Dies bedeutet, daß mathematische Modelle beim Verlassen eng definierter Betriebsbereiche ihre Gültigkeitverlieren. Hier bietet sich eine on-line Anpassung ihrer wichtigsten Parameter an. Die rechnergestützte Durchführung einiger der oben angeführten Aufgabenstellungen scheitert an den nicht vorhandenen mathematischen Modellen. Hier ist der Mensch mit seiner Fähigkeit zur empirischen Auswertung von Versuchsläufen und seiner intuitiven Vorgehensweise im Vorteil. Jedoch bereitet gerade die Projektion der vom Menschen getroffenen logischen Entscheidungen auf den Rechner bisher große Schwierigkeiten (wissensbasierte Systeme). Die Anwendung solcher modell- und wissensgestützter Optimierungsverfahren bietet sich insbesondere an kontinuierlich betriebenen biotechnischen Prozessen an, die über längere Zeiträume laufen und damit für eine Automatisierung besonders geeignet sind. Die Methoden sollen daher an einem beispielhaften kontinuierlichen Prozeß entwickelt und getestet werden.

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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